都混過圈子嗎？

 

       周末爬山圈、寺廟祈福圈、愛吃辣飯圈、恐怖影視愛好圈...

 

 

 

 

       愛好相近，三觀相投，步調一致....總而言之，大家差不多才混得進去。

 

       那么，塑料要想混進汽車界，融入金屬\木質圈？需要具備什么條件？

 

       打個比方，如果說，汽車配件屬企業 500 強，金屬\木質這些 985/211 選手進圈順理成章，那么，對非雙一流畢業的塑料選手，它的敲門磚是什么？

 

       這題我會：差不多的 CLTE 值！

 

       眾所周知，汽車很多配件，常常會將金屬+塑料、木質+塑料、金屬+木質+塑料，兩兩搭配做成制件。

 

       如果大家的 CLTE 值差別很大，熱脹冷縮比例不一，就算一開始勉強將就，也是強扭的瓜。而一個合適的 CLTE 值，就可以讓大家相處很愉快。

 

       所以，今天就來，為大家盤點：

 

       哪些塑料更適合混汽車配件圈？

 

       不同 CLTE 值的改性塑料分別適用哪些場景？

 

       以及，如何讓塑料更好融入圈子的工藝指導...

 

       關于以上問題，也為大家請來了專業的材料攻城獅和技服攻城獅，答疑解惑，各位客官請參考！

 

 

 

       基材 PK ：

 

       主流基材中，誰更適合混汽車配件圈？

 

       提問：

 

       將 CLTE 值不合適的塑料，強行入（汽車配件）金屬\木質圈，會有什么后果？

 

       舉個例子：

 

       假設材質為 PC/ABS 的擾流板長度為 1000 mm，當冬夏/早晚車身溫度變化超過 50 ℃ 時，其理論 CLTE 值（尺寸變化率）達到 ΔL = 7.5 mm，而金屬的 CLTE 一般在 1.5—2.4 左右。

 

       所以，CLTE 值差別較大的車身塑料和鈑金，在溫差較大時，會出現什么問題？

 

       請看：

 

 

 

       總結：

 

       廢件多，零件變形甚至開裂，成本浪費大；

 

       投訴多，尺寸變化導致異響風險；

 

       落地難，設計時的零間隙，使用后卻出現較大間隙/面差；

 

       總而言之，無數失敗案例都在證明，強扭的瓜，不僅不甜，還很費錢。

 

       那么，哪些基材的 CLTE 值更接近金屬..呢？

 

 

 

       這么看，好像有戲。

 

       PPS 憑借優異的低 CLTE 值，突出了重圍。

 

       那么，PPS 能否很好地混汽車配件圈呢？

 

       不見得！

 

       懂行的人都知道，PPS 雖然特別適合與金屬做嵌件注塑，但韌性太差，缺口沖擊 ≤ 3（一般都要進行礦粉+玻纖填充才能保障基本性能）；且，價格又太高，堪稱低膨脹系數里面的“愛馬仕”產品。

 

       所以，雖然 PPS 能與金屬處成閨蜜，但易碎的愛馬仕，顯然不適合混要求較高的汽車配件圈。

 

       而，其他材料，咋一看，好像差別都很大。

 

       但，也有規律：

 

       塑料的 CLTE  值較無機材料（金屬..）高得多；

 

       結晶性材料（PA、PP、PBT）的 CLTE 一般較無定形態材料（PC、PC/ABS、ABS）高；

 

       無定形材料一般耐熱越高，CLTE 越低，尺寸越穩定。

 

       結論就是：

 

       無定形態材料比結晶性材料更適合‘混圈’，尤其是高耐熱的無定形材料。

 

       所以，恭喜這一輪的勝出者：高耐熱的無定形材料-PC。

 

       然而，我們的希望之星 PC 料，CLTE 值高達 6.5，遠超金屬..，這樣的尺寸穩定性，顯然還不夠看！

 

       那么，怎么辦？

 

       不急，要想實現高尺寸穩定性制件，一般有兩種實現路徑：結構和材料。

 

 

 

       一方面，從結構上，去減弱因制件尺寸大而導致整體變形量較大的問題；

 

       另一方面，就是從材料角度，選擇添加玻纖，或者礦粉填充，來獲得低 CLTE 材料。

 

       但加玻纖，帶來的這兩大致命 BUG（翹曲變形；浮纖問題，無法噴漆），無疑會增加更多廢件成本，一般‘家庭’難以承受。

 

 

 

       而礦物填充料，優勢明顯，雖然韌性下降，但還可滿足汽車基本沖擊要求；加工窗口窄也可通過模具設計和工藝調整來解決。

 

       所以，這道題有解！??！

 

       那就是：

 

       將全村的希望 PC 料，進行礦粉填充等改性手段，處理成低 CLTE 材料即可。

 

 

 

       選材指導 ：

 

       不同 CLTE 值基料的適用場景，分別有？

 

       在我們判斷，PC 料能否不負眾望之前，先給大家提個問題：

 

       是不是將塑料的 CLTE 值，改得越低越好呢？

 

       答案，并不是。

 

       因為，我們發現，礦物填充越多，CLTE 值越低的同時，會帶來其他弊端，比如韌性下降等問題。

 

 

 

       所以，為了混圈子，過度填充，只會把自己打造成一個“中看不中用”的繡花枕頭。

 

       尤其，汽車行業，很多大的、細長型的、尺寸精度要求高的一體化制件，不僅需要高尺寸穩定性，還需要滿足一定的機械性能、以及加工性..

 

       所以，以此為前提，我們在 PC 的基礎上進行基材共混、礦物填充等改性，就得到了這兩款低 CLTE 料：PC/ABS-MD 和 PC/聚酯-MD。

 

       接下來，就以改性技術專家企錦湖日麗的改性成果為例，看看這兩款低 CLTE 料，實力如何？

 

       第一款低 CLTE 料：PC/ABS-MD

 

       廢話不多說，直接看，不同礦物含量PC/ABS料的物性表：

 

 

 

       可以發現：

 

       ?PC/ABS-MD15：CLTE 最低，但密度增加了的同時，還損失了一部分缺口沖擊力（仍滿足汽車基本沖擊需求）。

 

       所以，在汽車項目中，PC/ABS-MD15 一般承擔這類角色：避開直接沖撞部位，但對尺寸穩定性要求較高的長制件。

 

       譬如：

 

 

 

車內頂燈裝飾罩及封板等多個制件

 

 

       長度 1.2 m 尾門飾板

 

 

 

近2m的行李支架 

 

       而 PC/ABS-MD10，則更多被應用在韌性要求更高的場景。

 

       譬如：

 

 

天窗飾圈及飾板平臺件用料

 

 

多聯屏支架，平臺件材料

 

       尤其，隨著雙聯屏甚至多聯屏趨勢的來臨，可以用來應付單屏框架的普通 PC/ABS ，開始變得不夠用了。

 

       這都是客戶花錢砸出來的經驗：

 

       將普通 PC/ABS 應用于雙聯屏，在冷熱循環實驗時，常出現框架開裂或顯示屏被擠碎...等情況。

 

       所以，簡直就是多聯屏的救星 PC/ABS-MD10，功不可沒：

 

 

 

       ? 外觀好，可噴漆性較好；

 

       ? 韌性好，顯示屏框架結構背后有許多卡扣；

 

       ? 剛性好，部分屏幕支架為中空結構；

 

       ? 還能順利通過1524h的冷熱循環試驗不開裂。

 

       綜上：

 

       PC/ABS-MD，這款低 CLTE 料，外觀好，韌性好，剛性還可根據填充量定制，還能順便解決開模收縮率低導致的尺寸問題。有點哇塞！

 

       第二款低 CLTE 料：PC/聚酯-MD

 

       再來看看，PC/聚酯-MD 又有何過人之處？

 

       我們發現，PC/聚酯-MD 綜合了幾者優勢的同時，也出現了不少問題：

 

 

 

       因，PC 流動性差，遇堿易降解，而滑石粉（Talc）呈堿性（PH=8-10），且PC與聚酯（PBT/PET）容易發生酯交換，出現擠出反應難受控等問題...

 

       所以，在 PC/聚酯體系天然的不穩定性前提下，還想要得到一款高性能的 PC/聚酯-MD，就得對用料配比及工藝提出更高的要求。

 

       那么，市面上，是否有成功案例？

 

       當然有的，

 

       參考錦湖日麗家的 PC/聚酯-MD，性能如下：

 

 

 

       可以看到：

 

       較 PC/ABS-MD 而言，PC/聚酯-MD 在剛性、耐熱性上更有優勢。

 

       ?PC/PBT+MD10，更抗沖擊，適用場景有：加油/充電蓋板、門把手等。

 

 

加油/充電蓋板

 

 

門把手

 

       ?PC/PET+MD15，韌性剛性勝出一籌，更不易變形，更適用于汽車尾翼、頂裝激光雷達罩蓋等場景。

 

 

升降尾翼

 

 

雷達罩蓋

 

       可能有人會有疑問，CLTE 值相差不大的這幾種料，究竟怎么選？

 

  

 

 

       不著急，已經幫各位打聽過了：

 

       在成本上，由于 PC/聚酯體系的不穩定性，所以配方設計過程中的成本，相比 PC/ABS+MD 更高些。

 

       在性能上，PC/聚酯+MD 體系由于聚酯的存在，相比于 PC/ABS+MD 而言，尺寸穩定性更高、噴漆良率更優，且更適合薄壁化設計（同等份數礦物填充，模量更高），中高端配置的車型應用較多。

 

       在加工性上，PC/ABS+MD 頗具優勢，但是掌握科學配方及工藝的 PC/聚酯+MD 也不逞多讓。

 

       當然，如果以上低 CLTE 料還不夠用，還可根據需求開發定制，驚不驚喜。

 

 

       工藝指導 ：

 

       塑料混圈的最佳加工姿勢，新鮮出爐！

 

       最后，最困擾大家的，礦粉填充 PC 合金料的注塑缺陷問題（析出、銀絲、料花...），也有解決方案奉上。

 

 

 

       缺陷的具體原因及加工指導，還有大尺寸制件澆口注意事項，都給各位客官備好了，請放心取用：

 

       產生缺陷原因

 

       ① 礦粉對 PC 的降解

 

       礦物 PH ＞ 8，堿性礦粉對 PC 有較強的的降解，容易產生銀絲。

 

       ② 相容性差

 

       無機礦物和 PC 合金樹脂在高剪切下容易發生分離，產生放射狀析出。

 

       ③ 酯交換會影響熱穩定性

 

       PC 和 PET/PBT 擠出過程中容易發生酯交換反應，難以受控，容易降解產生料花。

 

       加工指導建議

 

       ① 模具設計時盡量選擇利于充填的側（方形）澆口,澆口厚度  L ≥ 0.7d（制件厚度），多個澆口要保證流長最小，盡量避免直沖式點澆口設計；

 

       ② 礦物與高分子材料的流動性差異，建議澆口處低速成型填充，減少剪切，以避免蛇形紋及礦物析出，成型時盡量采用高模溫（≥ 80 ℃）利于礦物的浸潤.

 

       ③ 酯類物質對水分敏感，因此注塑前需要充分的干燥，有條件可以上除濕干燥機，正常烘料 100-110 ℃ 干燥 6h 以上，控制水分含量在 0.03 % 以內；

 

       ④ 在高溫下材料極易發生酯交換反應，影響熱穩定性及表面，需選擇合適噸位機臺（建議充填所需膠量占最大熔膠量 30-60 %），也可通過熔膠延遲縮短材料在炮筒中的熱滯留時間（滯留時間 ＜ 2 min），做到冷卻和熔膠完成同步結束，連續成型；

 

       ⑤ 所選機臺及模具必須要適配，切勿出現“大馬拉小車—大機臺小模具”的情況，否則注塑的零件極易產生料花，更不宜在炮筒中過久熱停留。

 

 

 

 

 

 

 

       大尺寸澆口注意事項

 

       大尺寸制件側澆口需注意，

 

       側澆口設計利于 PC 合金+礦物的充填，降低近澆口剪切，避免銀絲及礦物析出，但在澆口設計時應適當增加進膠面積，可設計成扇形或錐形側澆口，澆口厚度保證 ≥ 0.7 d（制件厚度），厚度過薄雖然便于澆口的修剪，但需要很高的充填速度及壓力，會使礦物和樹脂基體產生分離，不利于外觀表現，會出現近澆口礦物析出明顯的缺陷。

 

       ...篇幅有限，感興趣的請私信或留言。

 

       轉自——塑料與選材公眾號

 

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